Conceptos básicos de impresión 3D: tipos de impresora 3D

La impresión 3D no funciona como la impresión normal, mientras que cuando se trata de tinta sobre papel, casi cualquier máquina que use, bueno, papel y tinta, funcionará, la impresión 3D es mucho más específica. No todas las impresoras, o incluso todos los tipos de impresoras, son adecuadas para cada tipo de filamento o proyecto; deberá investigar antes de elegir una para asegurarse de obtener el tipo correcto para sus necesidades.

A continuación, se muestra un resumen de algunos de los tipos más comunes de impresoras 3D que puede encontrar. No es una lista completa, ¡pero estos son los que un entusiasta de la impresión 3D en ciernes necesita conocer!

SLA

SLA o estereolitografía fue el primer tipo de impresión 3D de la historia. Creado en 1986 por Chuck Hall, utiliza una técnica de impresión que se llama Polimerización en tina: utiliza goma de fotopolímero que se expone a una fuente de luz. Este tipo de impresora es ideal para superficies lisas y altos niveles de detalle en proyectos impresos.

No es particularmente para principiantes y tiene muchos usos en medicina, donde se usa para imprimir modelos anatómicos y microfluidos. La impresora utiliza múltiples espejos dispuestos para apuntar un pilar láser a través de la goma de mascar utilizada como filamento, de modo que pueda formar las diferentes capas en la zona de formación.

La precisión y la velocidad son la clave, y los proyectos de impresión 3D se crean desde la base hacia arriba. Además de los usos mencionados en medicina, esta técnica de impresión también es útil en la aviación y la industria automotriz. Las impresoras de este tipo incluyen ProJets y Vipers.

SLS

La sinterización láser específica o SLS suaviza los polvos de nailon en una estructura de plástico sólido. Los materiales utilizados son termoplásticos, lo que significa que los resultados son resistentes, adecuados para encajes a presión y usos de alto impacto. La técnica utilizada se llama fusión de lecho de potencia. Un termoplástico se calentará hasta justo antes de que se licue y luego se colocará en capas sobre la etapa de formación. Se utiliza un láser para sinterizar el polvo que se ha apilado en una capa sólida y dura, y cuando se completa un segmento transversal, la etapa desciende a la altura de esa capa, se agrega más polvo y el láser lo sinteriza una vez más. a un sólido.

El exceso de polvo que se agrega pero no se sinteriza sirve como una especie de material de soporte que eventualmente se caerá. Las estructuras de soporte no son necesarias debido a esto. La principal ventaja de SLS es que crea excelentes propiedades mecánicas, con el inconveniente de que los tiempos de entrega son más largos que otros tipos de impresoras. Los ejemplos incluyen Sinterit Lisa, Formlabs Fuse 1 y Sharebot SnowWhite 2.

FDM / FFF

El modelado por deposición fundida y la fabricación de filamentos fundidos son tipos similares de impresoras. Expulsan una fibra de plástico capa a capa sobre la etapa de formación. De esta manera, se pueden crear modelos completos de forma relativamente rápida y eficiente. Las superficies creadas tienden a ser todo menos lisas y los modelos resultantes tampoco suelen ser demasiado fuertes. En otras palabras, el uso real de piezas impresas puede ser bastante limitado. A pesar de esto, este tipo de impresora es una excelente opción para principiantes, ya que es fácil de experimentar y bastante fácil de usar.

Dicho esto, este tipo de impresora puede ser una de las más asequibles para impresoras con un presupuesto limitado. Se introduce un carrete de filamento en la impresora y luego se empuja a través de un pico calentado. Los materiales más utilizados son PLA, ABS y PET, pero algunos otros también funcionan, dependiendo del pico utilizado.

El cabezal de la impresora se mueve a lo largo de ejes establecidos y dispensa el plástico licuado capa por capa. Cuando se completa una capa, se lanza la siguiente capa hasta que se completa el objeto. Algunos de los mejores usos de esta técnica son los accesorios y las carcasas, pero FFF y FDM también son adecuados para todo tipo de pequeños proyectos de impresión de vanidad.

Los modelos de impresora incluyen Snapmaker y Ultimaker, así como muchos otros. Dado lo extendido que está ahora este tipo de impresora, existen muchos modelos diferentes en todos los rangos de precios.

DLP

El procesamiento de luz digital es algo similar a la impresión SLA. Imprime más rápido y descubre capas al mismo tiempo en lugar de hacerlo en partes transversales con el uso de un láser. SLA y DLP tienen propósitos de uso similares y son modelos del tipo de forma de infusión. A diferencia de FFF, las superficies son lisas y, por lo tanto, los proyectos pueden encontrar aplicaciones en cosas como aplicaciones dentales.

Por otro lado, las impresiones DLP son algo débiles. Normalmente no son útiles para piezas mecánicas o cualquier cosa que requiera una estabilidad particular. En cuanto a las diferencias entre SLA y DLP, donde el primero usa un láser para dibujar formas redondeadas, DLP usa una pantalla para proyectar vóxeles cuadrados de un cierto tamaño mínimo para crear las formas que se están imprimiendo.

Las impresoras de este tipo incluyen Micromake L2, SprintRay Moonray y Anycubic Photon S.

MJF

Las impresoras Multi Jet Fusion ensamblan piezas de polvo de nailon. En lugar de un láser (como en la impresión SLS), se utiliza un grupo de inyección de tinta para aplicar el calor para derretir el polvo. El resultado son propiedades mecánicas más estables y predecibles, así como mejores resultados superficiales.

Los tiempos de fabricación más rápidos que ofrece esta técnica también conducen a menores costos de creación en general. El cabezal de impresión lanza cientos de pequeñas gotas de fotopolímero que se curan y solidifican más tarde con luz ultravioleta. Cuando se cura una capa, se aplica la siguiente capa hasta que el objeto está completo.

Esta técnica necesita un material auxiliar que se retira en el posmanipulación. Si bien eso puede presentar algunas dificultades, MJF es una de las únicas técnicas que permite a los impresores producir múltiples objetos en una sola línea sin sacrificar la velocidad de construcción. También puede producir cosas utilizando diferentes materiales y en tono completo. Esto significa que cuando se organiza de manera óptima, MJF puede producir en masa piezas pequeñas idénticas significativamente más rápido que cualquier otro tipo de impresora. Las impresoras de este tipo incluyen la serie HP Jet Fusion.

PolyJet

Las impresoras PolyJet producen piezas suaves y precisas adecuadas para una variedad de cosas. Ofrecen una resolución de capa microscópica y pueden producir tanto paredes delgadas como elementos complejos, ya que pueden trabajar con la más amplia variedad de materiales de cualquier impresora 3D (siempre que estén equipadas con la boquilla / cama adecuada, por supuesto). Las impresiones PolyJet se pueden utilizar para crear accesorios, moldes y diversas herramientas de fabricación.

Existe una variedad de modelos de impresoras específicamente para su uso en trabajos dentales, para laboratorios dentales e impresión dental. Las impresiones rápidas y de alta calidad que resultan de esta tecnología la convierten en una excelente opción para ese tipo de uso médico. Estas impresoras funcionan mediante el uso de varios cabezales de inyección: depositan una capa de material de construcción deslizándose a lo largo de un eje. Cada cabeza aporta diferentes cantidades en diferentes lugares para crear cualquiera que sea la forma de esa capa. Las configuraciones más comunes de estas impresoras cuentan con un cabezal de impresión de estilo de inyección de tinta de múltiples boquillas.

Los materiales distribuidos se flashean y endurecen con una capa UV antes de que la impresora se mueva; la plataforma suelta una capa y se agrega la siguiente. Las materias primas y los filamentos no se almacenan en bobinas, sino en cartuchos que se conectan a las boquillas, como una impresora de inyección de tinta normal. Las impresoras de este tipo incluyen la serie Connex 3, Objet30 y J5 DentaJet.

DMLS

Las impresoras DMLS tienen una aplicación principal: imprimir elementos basados ​​en metal. Utilizando aditivos a base de metal, los DMLS son las máquinas estándar para cualquier tipo de impresiones 3D que involucren filamentos MF. Mientras que algunas otras impresoras también son capaces de manipular el material, las DMLS son particularmente buenas para crear piezas uniformes con cualidades similares a las que se fundieron en metal "normal".

DMLS es la abreviatura de Direct Metal Laser Sintering, y así es exactamente como funciona: utiliza un láser de alta potencia para derretir capas en polvo de mezclas de metal / plástico antes de endurecerlas nuevamente para crear el proyecto. Funciona de manera similar a cómo se soldaría o soldaría con un láser muy fino y preciso, sin embargo, es más rápido y mucho más preciso de lo que las manos humanas podrían esperar.

Estas impresoras son bastante complicadas de usar y requieren / usan algunos elementos no convencionales (como la cámara de construcción generalmente llena de gas argón) y, por lo tanto, realmente no son adecuadas para principiantes en absoluto, especialmente considerando sus precios dolorosamente altos. Dicho esto, pueden trabajar con varias aleaciones y metales, incluidos acero, titanio, níquel, cobalto y cobre. Los modelos de impresora DMLS incluyen la EOS M 290 y la FormUp 350.

EBM

La fusión por haz de electrones es un tipo de impresión por fusión en lecho de polvo. Utiliza un haz de electrones en lugar del láser típico para fusionar partículas y construir la pieza. Crea estructuras increíblemente estables y resistentes fusionando metal con metal. Actualmente, esta tecnología solo la utiliza y fabrica una empresa: GE Additive.

En comparación con otras impresoras que utilizan láseres como fuente de calor, las impresoras EBM utilizan una pistola de electrones para extraer electrones de, por ejemplo, un filamento de acero de tungsteno en el vacío. Luego se aceleran y se proyectan sobre el polvo metálico que se deposita para cada capa.

Cuando se imprime el proyecto, los polvos sobrantes se eliminan con una cerbatana. Dado que todo el proceso se realiza al vacío, las piezas y el polvo no se oxidan mientras se utilizan, y cuando se realiza la impresión, se puede utilizar directamente una buena cantidad del polvo no utilizado. Esto es diferente de la mayoría de las otras técnicas de impresión y reduce significativamente el costo de impresión, ya que los materiales pueden resultar bastante costosos, especialmente cuando se trata de filamentos metálicos.

En comparación con las impresoras de rayo láser, las de rayo de electrones tienen la ventaja de la velocidad, pero sufren un poco en cuanto a precisión y tamaño máximo de pieza de producción. Dado que el rayo es más ancho que un láser, algunas cosas que son posibles con un láser no se pueden hacer en una impresora EBM. Dado el número limitado de modelos de impresoras disponibles, también existe una limitación en el tamaño de las piezas: el volumen de fabricación de una impresora láser puede duplicar fácilmente el de un modelo EBM comparable.